一种具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法，该方法包括以下步骤：通过配体交换，将巯基官能化的共聚物接枝到无机纳米粒子表面；将纯化的共聚物接枝的无机纳米粒子分散在分散剂中，形成种子分散液；将氨水和无机前驱体与种子分散液混合后，得到具有至少一个补丁的具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子，其中补丁对称地排列在核的一侧。与现有技术相比，本发明专利技术通过控制共聚物的结构、组成、接枝密度和种子尺寸，可以得到具有不同空间构型的，操作步骤简便，提供了丰富独特组装单元的，可用于组装构建结构更复杂胶体材料。杂胶体材料。杂胶体材料。

【技术实现步骤摘要】
一种具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法


[0001]本专利技术涉及纳米粒子合成
，具体涉及一种具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法。

技术介绍

[0002]“补丁”状纳米粒子(NPs)是指具有化学或物理图案化的新型纳米尺度胶体粒子。它们可作为纳米医药载体、稳定乳液的表面活性剂、超结构的组装单元、能源和环境领域催化剂的载体等，因而具有广泛的应用价值，受到了众多科研工作者的关注。在许多情况下，控制纳米粒子表面“补丁”的数量、尺寸、空间分布对确保其独特的功能以及应用中的高性能至关重要。例如，“补丁”状纳米粒子表面的物理和化学性质(即补丁的数量、尺寸、空间分布、组分) 决定了以其为组装基元构筑的功能材料的结构复杂与精细程度。无机纳米粒子表面构建化学“补丁”的现有策略可分为四大类：(i)通过掩膜技术对表面进行选择性改性；(ii)在纳米粒子表面控制第二种材料的成核和生长；(iii)纳米粒子表面小分子、均聚物和/或共聚物配体的相分离；(iv)使用DNA定向修饰纳米粒子。最近，这些方法已经被广泛用于合成各类“补丁”状纳米粒子，包括具有不同形状的纳米粒子核(例如球形、棒状、立方体和棱柱)、不同组分的纳米粒子核(例如金、二氧化硅和银)、不同组分的化学“补丁”(例如二氧化硅、聚合物和金属氧化物)、不同数目的补丁(通常在1
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3的范围内)。然而，在这些“补丁”状纳米粒子中，“补丁”整体分布的对称性种类相对局限。例如，在大多数“补丁”状纳米粒子中，“补丁”在纳米粒子核的周围对称或随机排列。因此，构建具有极性小分子对称性的各向异性“补丁”状纳米粒子仍然存在巨大挑战。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有不同空间构型的，操作步骤简便，提供了丰富独特组装单元的，可用于组装构建结构更复杂胶体材料的具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法，该方法包括以下步骤：
[0006]通过配体交换，将巯基官能化的共聚物接枝到无机纳米粒子表面；
[0007]将纯化的共聚物接枝的无机纳米粒子分散在分散剂中，形成种子分散液；
[0008]将氨水和无机前驱体与种子分散液混合后，得到具有至少一个补丁的具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子，其中补丁对称地排列在核的一侧。
[0009]进一步地，接枝的大致步骤为：将柠檬酸钠修饰的无机纳米粒子水溶液离心并重新分散在DMF中，在超声条件下，将无机纳米粒子的DMF溶液滴加到共聚物DMF溶液中，将混合物超声处理，静置过夜以完成配体交换。通过循环离心去除游离的聚合物来纯化共聚物接枝的无机纳米粒子，重新分散在 THF中以备下一步使用。
[0010]进一步地，形成补丁状杂化纳米粒子的具体操作步骤为：将氨水加入到种子分散液中，超声后，再加入无机前驱体的醇溶液，再分散、静置后，得到补丁状杂化纳米粒子。
[0011]进一步地，所述的共聚物包括嵌段
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无规
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嵌段共聚物、无规共聚物或嵌段
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无规共聚物；所述的共聚物中包括丙烯酸类单体和苯乙烯。
[0012]进一步地，所述的共聚物为嵌段
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无规
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嵌段共聚物，得到具有可调间距的补丁状杂化纳米粒子。
[0013]一种具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法，包括以下步骤：
[0014]通过配体交换方式将巯基官能化的共聚物接枝到无机纳米粒子表面；
[0015]以离心方式去除游离的共聚物得到纯化的共聚物接枝的无机纳米粒子，将其重新分散在四氢呋喃中，作为种子；
[0016]将氨水和无机前驱体与上述溶液混合，前驱体在聚合物上吸附和水解，起到交联聚合物的作用，从而诱导聚合物在纳米粒子表面发生相分离。同时，氨水继续催化前驱体在纳米粒子表面水解和缩合，氧化物有选择性的连续沉积产生具有x个补丁的补丁状杂化纳米粒子，其中x个补丁对称地排列在核的一侧；
[0017]所述共聚物包括无规共聚物或嵌段
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无规共聚物；所述共聚物中包括丙烯酸类单体和苯乙烯。
[0018]一种具有可调间距的“补丁”状杂化纳米粒子的合成方法，包括以下步骤：
[0019]通过配体交换方式将巯基官能化的共聚物接枝到无机纳米粒子表面；
[0020]以离心方式去除游离的共聚物得到纯化的共聚物接枝的纳米粒子，将其重新分散在四氢呋喃中，作为种子；
[0021]将氨水和无机前驱体与上述溶液混合，前驱体在聚合物上吸附和水解，起到交联聚合物的作用，从而诱导聚合物在纳米粒子表面发生相分离。同时，氨水继续催化前驱体在纳米粒子表面水解和缩合，氧化物有选择性的连续沉积产生了具有可调间距的“补丁”状杂化纳米粒子；
[0022]所述共聚物包括嵌段
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无规
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嵌段共聚物；所述共聚物中包括丙烯酸类单体和苯乙烯。
[0023]进一步地，所述的无规共聚物包括聚丙烯酸类单体
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苯乙烯；所述的嵌段
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无规共聚物包括嵌段
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聚丙烯酸类单体
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r
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苯乙烯；所述的嵌段
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无规共聚物中的嵌段包括聚苯乙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷或聚叔丁基苯乙烯；所述的嵌段
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无规
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嵌段共聚物包括嵌段
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聚丙烯酸类单体
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r
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苯乙烯
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嵌段；所述的嵌段
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无规
ꢀ‑
嵌段共聚物中的嵌段包括聚苯乙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷或聚叔丁基苯乙烯。
[0024]进一步地，所述的丙烯酸类单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、2
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乙基丙烯酸、 2
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丁基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2
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二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸叔丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯。
[0025]进一步地，得到补丁状杂化纳米粒子后，再将所得体系和有机硅酸盐前驱体混合，得到改性补丁状杂化纳米粒子；
中以备下一步使用，其余接枝方法均类似。
[0040]例如，通过在配体交换过程控制共聚物与AuNPs的相对浓度来改变共聚物的接枝密度(σ)，对于Au
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25.4NP@PSt250
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b
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P(AA0.3
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：通过配体交换，将巯基官能化的共聚物接枝到无机纳米粒子表面；将纯化的共聚物接枝的无机纳米粒子分散在分散剂中，形成种子分散液；将氨水和无机前驱体与种子分散液混合后，得到具有至少一个补丁的具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子，其中补丁对称地排列在核的一侧。2.根据权利要求1所述的一种具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法，其特征在于，形成补丁状杂化纳米粒子的具体操作步骤为：将氨水加入到种子分散液中，超声后，再加入无机前驱体的醇溶液，再分散、静置后，得到补丁状杂化纳米粒子。3.根据权利要求1所述的一种具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法，其特征在于，所述的共聚物包括嵌段
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无规
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嵌段共聚物、无规共聚物或嵌段
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无规共聚物；所述的共聚物中包括丙烯酸类单体和苯乙烯。4.根据权利要求3所述的一种具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法，其特征在于，所述的共聚物为嵌段
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无规
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嵌段共聚物，得到具有可调间距的补丁状杂化纳米粒子。5.根据权利要求3所述的一种具有极性小分子构型的补丁状杂化纳米粒子的合成方法，其特征在于，所述的无规共聚物包括聚丙烯酸类单体
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r
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苯乙烯；所述的嵌段
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无规共聚物包括嵌段
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聚丙烯酸类单体
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r
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苯乙烯；所述的嵌段
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无规共聚物中的嵌段包括聚苯乙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷或聚叔丁基苯乙烯；所述的嵌段
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无规
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嵌段共聚物包括嵌段
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聚丙烯酸类单体
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r
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苯乙烯
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嵌段；所述的嵌段
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无规

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳，董文浩，吴琪，聂志鸿，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：